The Selection and Abrasion Assessment of Cutter on Shield Tunnelling in Weathered Soil - Seoul Subway Line 7 Extension, Construction Lot 703

풍화암 지반에서의 쉴드 TBM 커터도구 선정 및 마모량 평가 - 서울지하철 7호선연장 703공구 중심으로

The successful execution of shield tunnelling depends on the cutting ability of cutter. So the selection of shape, size and material of cutter according to geology condition is important work. Since shield tunnelling method was first invented in 1881, the cutting tool for rock has been developed owing to various experiments and researches, the study for soil, however, is insufficient. This paper introduces the shield tunnelling that will be carried out on weathered rock section (920m) of Seoul Subway Line 7 Extension C703. The shape and the material of cutter are discussed required for execution without replacement of cutter tool as well as for advance of excavation efficiency. In addition the estimation method of cutter abrasion in case of excavation on weathered soil is proposed and verified. Specially, the coefficient of abrasion for different soil and cutter is proposed by means of investigation into construction example of foreign country.

쉴드터널 공사에 있어서 커터도구의 절삭능력은 터널시공의 성패를 좌우하는 주요 변수이기 때문에 지반에 적합한 커터도구의 형상, 규격 및 재질의 선정은 무엇보다 중요하다. 1818년 쉴드공법 발명 이래 암반에 대한 커터도구는 많은 실험과 연구를 통해 발전해 왔으나, 풍화토 및 풍화암 지반에서의 커터도구에 대한 연구는 미진한 상황이다. 본 논고에서는 쉴드공법으로 설계된 서울지하철 7호선 연장 703공구 구간중 최대연장 920m의 풍화대 지반에 대하여 굴착중 커터도구의 무교체 시공과 굴착효율 증진을 위한 커터의 선정을 위하여 커터의 형상 및 재질에 대한 비교 분석을 하였으며, 그 선정사유에 대하여 소개하였다. 또한 국내외로 연구가 미진하였던 풍화토 및 풍화암 지반에서의 커터 마모량 평가방법을 제시하여 설계의 타당성을 검증하였으며, 특히 해외의 시공사례에 대한 분석을 통하여 커터 종류에 따른 지반별 마모계수를 제시하였다.